Juda kichik robot yarating: Dunyoning eng kichik g'ildirakli robotini ushlagich bilan yasang: 9 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:29

Kichik narsalarni yig'ib oladigan 1/20 kubik dyuymli robotni ushlagich bilan yasang. U Picaxe mikrokontroller tomonidan boshqariladi. Menimcha, bu dunyodagi eng kichik g'ildirakli tutqichli robot bo'lishi mumkin. Ertaga yoki keyingi haftada, kimdir kichikroq narsa qursa, bu o'zgaradi.

Haqiqatan ham kichik robotlarni yaratishda asosiy muammo - bu eng kichik dvigatellar va akkumulyatorlarning nisbatan kattaligi. Ular mikro robot hajmining katta qismini egallaydi. Men oxir -oqibat haqiqiy mikroskopik robotlarni yaratish yo'llarini sinab ko'rmoqdaman. Vaqtinchalik qadam sifatida men uchta kichik robot va boshqaruvchini ko'rsatma berdim. Ishonchim komilki, kontseptsiya robotlarining isboti modifikatsiyalari yordamida mikroskopik hajmgacha kamaytirilishi mumkin. Ko'p yillar davomida kichik robotlar qurganimdan so'ng (qarang: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/), men eng kichik robotlarni yasashning yagona yo'lini tanladim. Dvigatellar, batareyalar va hatto robotdan tashqarida Picaxe mikrokontroller bo'lishi mumkin edi. 1-rasmda R-20 ning 1/20 kubik dyuymli tangasi ko'rsatilgan. 1b va 1c -rasmda 8 pinli ICni ko'taruvchi va ushlab turgan eng kichik g'ildirakli robot ko'rsatilgan. 3 -qadamda VIDEO bor, u robotning 8 pinli ICni olib, uni harakatlantirayotganini ko'rsatadi. Va 5 -qadamdagi boshqa video, bu robot bir tiyin yoqayotganini ko'rsatadi.

1 -qadam: asboblar va materiallar

18 marta Sparkfun -dan Picaxe mikrokontroller: https://www.sparkfun.com/ Polulu -da mavjud bo'lgan mikro ketma -ket servo kontroller: https://www.pololu.com/2 Polulu.oo5 dyuymli qalin misdan Polulu2 standart servosidan yuqori torkli servo. guruch, yoki Micromark2- 1/8 "x 1/16" neodim magnitlari1- 1 "x1" x1 "neodim magnitidan fosforli bronza plastinka. Magnitlar mavjud: https://www.amazingmagnets.com/index.asp Micromark -dan guruch trubkalarini teleskop qilish: https://www.micromark.com/ WalmartGlass boncuklaridan Walmart1/10 dyuymli Electronic Goldmine -dan yasalgan plastmassa plastinka materiallari: https://www.goldmine-elec-products.com/clear besh daqiqalik epoksiTortli yong'oqlar va boltlar TOOLSneedletin snipssoldering irondrillmetal ingichka igna burun qisqichlari 2-rasmda Picaxe moduli ko'rsatilgan, 2b-rasmda Picaxe modulining orqa qismi ko'rsatilgan.

2 -qadam: 1/20 kubik dyuymli robot yarating

.40 "x.50" x.46 "da Magbot R-20 robotining hajmi 1/20 kubik dyuymdan bir oz pastroq. U magnitlangan plastmassadan yasalgan 3 ta quti konstruktsiyasini yig'ish orqali qilingan. Eng kichik ichki quti ushlagichning chap barmog'iga lehimlangan, vertikal milga epoksiyalangan ikkita kichik magnit tutiladi, bu esa ushlagichning o'ng barmog'ini bemalol aylantiradi, aynan shu ikki magnit tashqi harakatlanuvchi aylanadigan va aylanadigan magnit bilan boshqariladi. Robotga barcha quvvatni beradigan maydon. Men quti konstruktsiyalari uchun.005 dyuymli qalin fosforli bronza metalldan foydalanardim, chunki uni lehimlash mumkin, oksidlanmaydi yoki qoraymaydi. Mis yoki guruch ham ishlatilishi mumkin. Men dastlab aylanadigan simli vallar uchun plastinkadagi rulmanli teshiklarni burg'ilash uchun kichik burg'ulash uchlarini ishlatardim. Ulardan bir nechtasini burg'ulash matkapida sindirib tashlaganimdan so'ng, men katta igna va bolg'a bilan plastinkaga teshik ochdim. Bu konus shaklidagi teshikni hosil qiladi, uni tekis qilib qo'yish mumkin. Teshiklar aniq o'lchamda bo'lishi yoki hatto mukammal joylashishi shart emas. Bu kichik miqyosda ishqalanish kuchlari juda kichik, agar siz rasmlarga diqqat bilan qarasangiz, men uzun uzunlikdagi.1 dyuymli uzun boshli pinlar, millar va tutqich barmoqlari uchun ishlatilganini ko'ramiz. Mis simidan ham foydalanish mumkin. Shisha boncukli g'ildiraklar robotning pastki qismiga epoksi qilingan guruch pinlariga o'rnatildi, qurilish uchun magnit bo'lmagan materiallardan foydalanish muhim, aks holda robotning kuchi va boshqaruviga salbiy ta'sir ko'rsatiladi.

3 -qadam: Robot magnit dvigateli

Robot to'rtta erkinlik darajasiga ega. U oldinga va orqaga, chapga yoki o'ngga aylanishi, ushlagichni yuqoriga va pastga siljitishi va ushlagichni ochishi va yopishi mumkin. ikki o'qli gimbalda. Ikkita 1/8 "x1/8" x1/16 "magnitlari tutqichning bitta barmog'ini hosil qilish uchun egilgan simning vertikal miliga epoksi qilinadi. Ikkita magnit bitta magnit vazifasini bajaradi va bitta magnitli motorni yaratadi. Boshqa ushlagich barmog'i lehimlangan eng kichik qutiga o'rnatiladi, ushlagich qutisi gimbalning ikkinchi gorizontal o'qiga 000 ta guruch vint va gayka bilan o'rnatiladi. Tashqi magnit maydon CNC tipidagi mashinaga o'rnatiladi, u magnitli feldelni x va y o'qlari bo'ylab siljitib, gorizontal va vertikal aylantira oladi, lekin buni elektr magnit yordamida qilish mumkin edi kub dyuymli neodimiy doimiy magnit, chunki bu kichik hajmda katta magnit maydonini yaratishning eng oson va eng tezkor usulidir. 4c-rasm- Shunday qilib, robotning kichkina magnitining shimoliy uchi magnitning katta tashqi janubiy uchiga qaragan holda. uning ostida, robot -magnit, motivni juda yaqindan kuzatib boradi 8 -pinli ICni olgan robotning qisqa videosi uchun bu erga qarang: https://www.youtube.com/embed/uFh9SrXJ1EA Yoki quyidagi videoni bosing.

4 -qadam: CNC tipidagi robot boshqaruvchisi

5 -rasmda CNC tipidagi robot boshqaruvchi ko'rsatilgan. To'rtta servo bitta kub dyuymli neodim magnitining harakatlanishini ta'minlaydi, uni robotning gimballi magnitlari kuzatadi. X va Y o'qlari uchun shisha tolali platformani kasnagi va baliq ovlagichi bo'lgan yuqori momentli servo tortadi. Buloq harakatga qarshi chiqadi. Platforma chiziqli qo'llanma vazifasini bajaradigan ikkita teleskopli guruch naychasiga tayanadi. Chiziqli qo'llanmalarning har ikki tomonida plastik kesish taxtasidan yasalgan plastmassa rulmanlar platformaning darajasini ushlab turadi. Oxir -oqibat, bu faqat bir necha kub santimetr oralig'ini talab qiladigan haqiqiy mikroskopik robotlarni boshqarish uchun etarli darajada etarli bo'lishi kerak.

5 -qadam: Magnitli robot davri

Robot boshqaruvchisi robotga harakatlar ketma -ketligini ta'minlash uchun dasturlashtirilgan Picaxe mikrokontrolleridan iborat. Men Picaxe -ni ulash va dasturlashning eng oson va eng tezkor mikrokontrolori deb bilaman. Oddiy Pic Micro yoki Arduino -ga qaraganda sekinroq bo'lsa -da, bu ko'pchilik eksperimental robotlar uchun etarlicha tezroq. Boshqa Picaxe loyihalari uchun bu erga qarang: https://www.inklesspress.com/picaxe_projects.htmVa bu erda: https://www.instructables.com/id/Building-Small-Robots-Making-One-Cubic-Inch-Micro/ Picaxe robotni Polulu mikro seriyali servo kontrolleriga ketma -ket buyruqlar yuborish orqali boshqaradi. Polulu boshqaruvchisi juda kichik va har qanday holatda ham 8 ta servolarni ushlab turadi. Picaxe -dan oddiy buyruqlar servolarning joylashishini, tezligini va yo'nalishini osongina boshqarishga imkon beradi. Men ushbu boshqaruvchini har xil turdagi servo -robotlar uchun tavsiya qilaman, sxemada to'rtta servo qanday ulanganligi ko'rsatilgan. Servo 0 va 1 1 magnitni X va Y o'qlari bo'ylab boshqaradi. Servo 2 - magnitni 360 gradusdan ko'proq aylantira oladigan uzluksiz aylanadigan servo. Servo 3 magnitni ushlagichini tushirish va ko'tarish uchun biroz oldinga va orqaga buradi. robotning bir tiyinni yoqayotgani haqida qisqacha video, bu erga qarang: https://www.youtube.com/embed/wwT0wW-srYgO Yoki quyidagi videoni bosing:

6 -qadam: Robot boshqaruvchi dasturi

Bu erda Picaxe mikrokontrollerining dasturiy ta'minoti. U robotni boshqarish uchun magnitni 3 fazoda harakatlantiruvchi Polulu servo kontrolleriga oldindan dasturlashtirilgan ketma-ketlikni yuboradi. Biroz o'zgartirishlar kiritilsa, u ham asosiy shtampni dasturlash uchun ishlatilishi mumkin, Picaxe dasturlash uchun men 3 -pinni (ketma -ket chiqish) servo kontrollerdan uzib qo'yishni lozim topdim. Aks holda, dastur kompyuterdan yuklab olinmaydi. Shuningdek, men zanjirlarni yoqishda servo tekshirgichning qulflanishiga yo'l qo'ymaslik uchun uch pinni servo tekshirgichdan uzib qo'yish zarurligini topdim. Keyin, bir soniyadan so'ng, men 3-pinni qayta uladim. "R-20" magrobotlarni yig'ish ketma-ketligi dasturi 3-chi, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, polulu servo tekshirgichi, 3 'ketma-ket 7000-sonli chiqish 7000'). 35, 127) pozitsiyasi s1 13-24-35 soat sohibi 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) pozitsiyasi s0 c-clockpause 7000 'darajali magnitlar 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 23, 127) 'pozitsiya oralig'i 1000' oldinga siljish uzoq servo1 -yo'nalish 3, t2400, (80 dollar, 01, $ 04, 1, 21, 127), $ 04, 3, 26, 127) "pozitsiya pasayishi 2000" 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) yaqin tezlikni to'xtatish 50, 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'servo to'xtash 2 aylanish 700p' oldinga siljish 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 13, 127) 'pozitsiyasi soat pauzasi 1000' ushlagichi 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 23, 127) 'pozitsiya o'rta nuqtasi 700' o'ngga burilish 90 -yo'nalish 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'past tezlikdagi pauza 470xizmat 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'servo 2 aylanishni to'xtatish 1000' oldinga 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 13, 12) pozitsiyasi s0 pauza 1500 'ushlash downserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 25, 12) 'pozitsiyaning o'rtasi 2000' yopilish 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 2, 25, 1) 'sekin tezlikdagi c-soat 50 ta tanaffus 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 00, 2, 0, 127) 'servo 2 aylanishni to'xtatib turing 400' zaxira 3-chi, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) 'pozitsiyalar s0 c-pauza 700' ushlash upserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 3, 22, 12) 'pozitsiya oralig'i 1000 ta pauza 6000' 0 pozitsiyasiga 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 1, 35, 127) pozitsiyasi s1 13- 24-35 c-clockserout 3, t2400, ($ 80, $ 01, $ 04, 0, 35, 127) s0 c-clockloop: goto loop

7 -qadam: Sensorlarni qo'shish

Bu robotda sensorlar yo'q. Kichik ob'ektlarni boshqaruvchi robot -manipulyator sifatida haqiqatan ham foydali bo'lish uchun, har xil real dunyo sensorlaridan mikrokontrolderga teskari aloqa o'rnatish afzalroq bo'lar edi. Bortga quvvat manbai qo'yilmasligi uchun yorug'lik sezgichlaridan foydalanish mumkin. Lazer yoki infraqizil nurni robotning yuqori qismiga yo'naltirish mumkin, mexanik reflektorlar yoki blokerlar sensorli sensorlar, bosim sezgichlari yoki harorat sensori va fotosel yoki videokamera tomonidan o'qiladigan o'zgaruvchan akslantirishga ulanishi mumkin. Boshqa imkoniyat - RFID texnologiyasidan foydalanish. identifikator raqami, teginish yoki boshqa datchiklarning o'zgarishini ifodalovchi bitlar ketma -ketligi o'rniga, robotga elektronni qaytarish uchun kuch beradigan impulsni uzatish.

8 -qadam: Magnit bilan ishlaydigan boshqa robotlar

Har xil turdagi magnit maydonlar tomonidan boshqariladigan robotlar yangilik emas. Ulardan ba'zilari mikroskopik, ba'zilari esa kattaroqdir, shuning uchun ular tibbiyotda inson tanasida joylashishi mumkin. Ba'zilar kompyuter boshqariladigan elektromagnitlardan, ba'zilari esa harakatlanuvchi doimiy magnitlardan foydalanadilar. Bu erda tadqiqotchilar ishlayotgan eng yaxshi va eng kichik tajribali magnit robotlarga havolalar keltirilgan. Bir tiyinga magnitlangan robot uchadi, lekin u uchmasa ham, kompyuter boshqariladigan magnit maydonida, xuddi to'xtatib turadigan o'yinchoqlar kabi. erning kichik globus. U shuningdek, lazer bilan qizdirilganda kengayadigan va keyin soviganida ushlaydigan ushlagichga ega. Afsuski, robotlarning shimoliy va janubiy magnitlari vertikaldir, shuning uchun tutqichni aniq yo'naltirish uchun aylanish aylanishini boshqarishning iloji yo'q. Bu men yasagan eng kichik robotdan bir oz kattaroq. 9-qadamda ko'rsatilgan. -76.htmlSuzish magnitli robot Bir uchida magnitli spiral bo'lgan haqiqiy mikroskopik robot. Tashqi burilish va aylanuvchi magnit maydon yordamida u istalgan yo'nalishga yo'naltirilishi va suv ostida suzishi mumkin. spektr.ieee.org/aug08/6469Tibbiy robotlar.https://www.medindia.net/news/view_news_main.asp? x = 5464Magnit boshqariladigan kamera.https://www.upi.com/Science_News/2008/06/05 /Controlled_pill_camera_is_created/UPI-60051212691495/Bu erda kimyoviy yoki issiqlik bilan ishlaydigan, mikroskopik magnit bilan boshqariladigan tutqichlar bor. tutmoq. Shunday qilib, ular to'liq ishlaydigan tutqichdan ko'ra, mikroskopik ayiq tuzog'iga o'xshaydilar. /13010901. 10-ilovada Magbots R-19, R-20 va R-21 ko'rsatilgan, bu tajribalar uchun men yaratgan uchta robot. Eng kichigi, bitta burilish va g'ildiraklarni olib tashlash orqali kichikroq qilib qo'yildi. Tel dumi uni orqaga burilishidan saqlaydi.

9 -qadam: Hatto kichikroq robotlarni yaratish

11-rasm Magbot R-21 ni ko'rsatadi, bu magnit bilan ishlaydigan eng kichik robot, men hozirgacha ishlab turgan tutqichli..22 "x.20" x.25 "da bu 1/100 kubometr dyuymni tashkil qiladi. G'ildiraklarni va bitta burilish nuqtasini (gimbal) olib tashlash orqali robot g'ildirakli versiyaga qaraganda ancha kichik bo'ladi. U metall ustida siljiydi. G'ildirakli ramka xuddi shunday silliq emas. Tarmoqli dumi robotga ushlagichni ko'tarish uchun orqaga qaytishga imkon beradi. Bunday konfiguratsiyadan mikroskopik o'lchamli robot yaratish uchun foydalanish mumkin. Hozirgi muammo - bu oddiy ICdan foydalanish. Yupqa plyonkali mexanik tuzilmalarni yaratish yoki mikroskopik tuzilmalarni yaratish uchun boshqa alternativani ishlab chiqish texnologiyasi. Men bu ustida ishlayapman, bu kichik robotlar kichik maydonda ko'p harakatlanishning eng oson usullaridan biridir. bort magnitlari va tashqi magnit maydonlarining boshqa konfiguratsiyalari juda qiziqarli robotlarni ishlab chiqarishi mumkin, masalan, robotda uch yoki undan ortiq aylanadigan yoki aylanadigan magnitlardan foydalanish erkinlikning yanada yuqori darajasiga va tutqichning aniqroq manipulyatsiyasiga olib kelishi mumkin.

Cho'ntaklar tanlovida birinchi sovrin